CN107052558B - 一种门板焊接生产线及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械技术领域，特别涉及一种门板焊接生产线及生产方法。一种门板焊接生产线，包括机器人控制柜、PLC控制柜、第一工作台、第二工作台、第三工作台、第四工作台、第一自动换枪台、第二自动换枪台和机器人行走区域；第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台依次顺时针对称分布于所述机器人行走区域左右两侧，第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台都分为靠近所述机器人行走区域的工作区域，和远离所述机器人行走区域的上下件区域，工作区域和上下件区域之间设有门板传递装置。其优点是：采取超声波焊接机器人进行焊接操作，生产线结构设计巧妙，实现全自动化，生产效率高，节约大量人力物力。

Description

一种门板焊接生产线及生产方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，特别涉及一种门板焊接生产线及生产方法。

背景技术

随着现代工业自动化的发展，对门板、壁板的加工精度、效率提出了更高的要求，目前，门板的生产线中包含冲床、折弯机及其上下料装置，其余部分还有实现自动化而集成到整条生产线中。因此，门板在生产过程中动作不连贯，很多工序需要手工操作，这就制约了生产效率的进一步提高；另外，由于其余工序没有集成到生产线上，以及生产线中的各工序之间也没有实现自动化周转运输，导致物料需要在不同的设备之间进行周转，这不仅增加了操作工的劳动强度，增加了人工成本，而且效率较低，并且在周转过程中物料还会产生损耗，进一步增加了企业的生产成本。

同时，超声波焊接机器人是一种高度自动化的超声波焊接设备.采用机器人代替手工超声波焊接作业是超声波焊接制造业的发展趋势，是提高超声波焊接质量、降低成本、改善工作环境的重要手段。机器人超声波焊接作为现代制造技术发展的重要标志己被国内许多工厂所接受，并且越来越多的企业首选超声波焊接机器人作为技术改造的方案。

因此，采取超声波焊接机器人的门板焊接生产线急被需要。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种门板焊接生产线及生产方法，采取超声波焊接机器人进行焊接操作，生产线结构设计巧妙，实现全自动化，生产效率高，节约大量人力物力。

本发明所采用的技术方案如下：

一种门板焊接生产线，包括机器人控制柜、PLC控制柜、第一工作台、第二工作台、第三工作台、第四工作台、第一自动换枪台、第二自动换枪台和机器人行走区域；

第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台依次顺时针对称分布于所述机器人行走区域左右两侧，其中，第一工作台和第二工作台位于所述机器人行走区域左侧，第三工作台和第四工作台位于所述机器人行走区域右侧；第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台都分为靠近所述机器人行走区域的工作区域，和远离所述机器人行走区域的上下件区域，工作区域和上下件区域之间设有门板传递装置；

所述机器人行走区域靠近第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台靠近的位置分别为第一工作位置、第二工作位置、第三工作位置和第四工作位置；第二自动换枪台、第一自动换枪台分别位于所述机器人行走区域的前端和后端；

所述机器人行走区域包括第一机器人、第二机器人和行走路线，所述第一机器人的工作初始位置为第一工作原点，所述第一工作原点位于第一工作台和第四工作台之间，所述第二机器人的初始位置为第二工作原点，所述第二工作原点位于第二工作台和第三工作台之间，第一机器人和第二机器人都是超声波焊接机器人；

行走路线包括第一机器人行走的第一轨道和第二机器人行走的第二轨道，第一机器人下方和第二机器人下方均设置行走装置，所述第一轨道包括从第一工作原点分别通向第一工作位置、第四工作位置和第一自动换枪台的直线轨道，所述第二轨道包括从第二工作原点分别通向第二工作位置、第三工作位置和第二自动换枪台的直线轨道；

所述机器人控制柜用于控制所有的电源，所述PLC控制柜用于控制所有工作程序。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进：

进一步，还包括安全围栏，机器人控制柜、PLC控制柜、第一自动换枪台、第二自动换枪台、机器人行走区域，均位于所述安全围栏内部，第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台的工作区域位于所述安全围栏内部，第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台的上下件区域位于所述安全围栏外部。

进一步，所述安全围栏设有维修安全门，所述安全围栏内设有焊机。

进一步，所述安全围栏由4个围板可拆卸连接组成，其中一个围板上设有所述维修安全门。

进一步，位于上下件区域和工作区域的安全围栏设有供门板进出的开口，所述开口上方设有感应报警装置，每当一定数量的门板完成焊接从工作区域进入上下件区域，发出警报提醒工作人员进行上下件工作。

为了解决本发明的技术问题，还提供了一种门板焊接生产线的生产方法，包括以下步骤：

步骤1，人工将门板工件放到两个工作台的上下件区域，第一工作台或第四工作台中一个和第二工作台或第三工作台中一个；

步骤2，启动预约按钮，门板工件由门板传递装置推至工作区域，根据步骤1；

当门板工件在第一工作台和第三工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第一工作位置和第三工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第二工作台和第四工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第四工作位置和第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第一工作台和第二工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第一工作位置和第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第三工作台和第四工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第四工作位置和第三工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤3，第一机器人和第二机器人焊接同时，人工将门板工件放到另外两个工作台的上下件区域，完成焊接的门板工件由门板传递装置推至上下件区域，第一机器人和第二机器人分别到达放入门板工件的两个工作台所对应的工作位置，第一机器人到达第一工作位置或第四工作位置完成门板工件焊接工作，第二机器人到达第二工作位置或第三工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤4，重复步骤3，直到完成生产任务。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

1、本发明采取超声波焊接机器人，并通过合理安排工作台，生产线，实现对于门板工件焊接工作的全自动化，失误率低，生产效率高，节约大量人力资源。

2、本发明采取超声波焊接机器人，并合理的规划两个机器人的行走路线，第一机器人负责第一工作台和第四工作台，第二机器人负责第二工作台和第三工作台，并且设置有相对应的轨道，使得第一机器人和第二机器人在协同工作时不会发生冲突，机器人行走轨道合理安排，使得机器人都能负责离自己最近的工作台进行工作，并且路线固定，在工作时机器人能够迅速到岗，大大节约了时间。与现有技术采用人工，或一个机器人相比，时间大大缩短，通过两个机器人相互配合，将焊接一个门板的时间控制在100s内。

3、本发明安全围栏将有有危险的工作区域与外界隔开，而且安全围栏将工作区域与上下件区域，既保证了施工安全，又方便生产过程中人工上下件而起。位于上下件区域和工作区域的安全围栏设有供门板进出的开口，所述开口上方设有感应报警装置，每当一定数量的门板完成焊接从工作区域进入上下件区域，发出警报提醒工作人员进行上下件工作，操作简单方便。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的机械手取件装箱自动化系统的正视图；

1-第一工作台，2-第二工作台，3-第三工作台，4-第四工作台，5-第一机器人，51-第一轨道，6-第二机器人，61-第二轨道，7-第一自动换枪台，8-第二自动换枪台，9-机器人控制柜，10-PLC控制柜，11-安全围栏，12-维修安全门，13-上下件区域，14-工作区域，15-开口，16-感应报警装置，17-机器人行走区域，18-焊机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据权利要求书和下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种门板焊接生产线，如图1所示，包括机器人控制柜9、PLC控制柜10、第一工作台1、第二工作台2、第三工作台3、第四工作台4、第一自动换枪台7、第二自动换枪台8和机器人行走区域17；

第一工作台1、第二工作台2、第三工作台3和第四工作台4依次顺时针对称分布于所述机器人行走区域17左右两侧，其中，第一工作台1和第二工作台2位于所述机器人行走区域17左侧，第三工作台3和第四工作台4位于所述机器人行走区域17右侧；第一工作台1、第二工作台2、第三工作台3和第四工作台4都分为靠近所述机器人行走区域17的工作区域14，和远离所述机器人行走区域17的工作区域14上下件区域13，工作区域14和上下件区域13之间设有门板传递装置；

所述机器人行走区域17靠近第一工作台1、第二工作台2、第三工作台3和第四工作台4靠近的位置分别为第一工作位置、第二工作位置、第三工作位置和第四工作位置；第二自动换枪台8、第一自动换枪台7分别位于所述机器人行走区域17的前端和后端；

所述机器人行走区域17包括第一机器人5、第二机器人6和行走路线，所述第一机器人5的工作初始位置为第一工作原点，所述第一工作原点位于第一工作台1和第四工作台4之间，所述第二机器人6的初始位置为第二工作原点，所述第二工作原点位于第二工作台2和第三工作台3之间，第一机器人5和第二机器人6都是超声波焊接机器人；

行走路线包括第一机器人5行走的第一轨道51和第二机器人6行走的第二轨道61，第一机器人5下方和第二机器人6下方均设置行走装置，所述第一轨道51包括从第一工作原点分别通向第一工作位置、第四工作位置和第一自动换枪台7的直线轨道，所述第二轨道61包括从第二工作原点分别通向第二工作位置、第三工作位置和第二自动换枪台8的直线轨道；

所述机器人控制柜9用于控制所有的电源，所述PLC控制柜10用于控制所有工作程序。

在一优选方案中，还包括安全围栏11，机器人控制柜9、PLC控制柜10、第一自动换枪台7、第二自动换枪台8、机器人行走区域17，均位于所述安全围栏11内部，第一工作台1、第二工作台2、第三工作台3和第四工作台4的工作区域14位于所述安全围栏11内部，第一工作台1、第二工作台2、第三工作台3和第四工作台4的上下件区域13位于所述安全围栏11外部。

在一优选方案中，所述安全围栏11设有维修安全门12，所述安全围栏11内设有焊机18。

在一优选方案中，所述安全围栏11由4个围板可拆卸连接组成，其中一个围板上设有所述维修安全门12。便于安装和维修。

在一优选方案中，位于上下件区域13和工作区域14的安全围栏11设有供门板进出的开口15，所述开口15上方设有感应报警装置16，每当一定数量的门板完成焊接从工作区域14进入上下件区域13，发出警报提醒工作人员进行上下件工作。

实施例1

在本发明较佳的实施例中，一种门板焊接生产线的生产方法，包括以下步骤：

步骤1，人工将门板工件放到两个工作台的上下件区域13，第一工作台1或第四工作台4中一个和第二工作台2或第三工作台3中一个；

步骤2，启动预约按钮，门板工件由门板传递装置推至工作区域14，根据步骤1；

当门板工件在第一工作台1和第三工作台3时，第一机器人5和第二机器人6分别到第一工作位置和第三工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第二工作台2和第四工作台4时，第一机器人5和第二机器人6分别到第四工作位置和第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第一工作台1和第二工作台2时，第一机器人5和第二机器人6分别到第一工作位置和第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第三工作台3和第四工作台4时，第一机器人5和第二机器人6分别到第四工作位置和第三工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤3，第一机器人5和第二机器人6焊接同时，人工将门板工件放到另外两个工作台的上下件区域13，完成焊接的门板工件由门板传递装置推至上下件区域13，第一机器人5和第二机器人6分别到达放入门板工件的两个工作台所对应的工作位置，第一机器人5到达第一工作位置或第四工作位置完成门板工件焊接工作，第二机器人6到达第二工作位置或第三工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤4，重复步骤3，直到完成生产任务。

实施例2

在本发明较佳的实施例中，一种门板焊接生产线的生产方法，包括以下步骤：

步骤1，人工将门板工件放到任意一个工作台的上下件区域13；

步骤2，启动预约按钮，门板工件由门板传递装置推至工作区域14，根据门板工件所在位置；

当门板工件在第一工作台1时，第一机器人5到第一工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第二工作台2时，第二机器人6到第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第三工作台3时，第二机器人6到第三工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第四工作台4时，第一机器人5到第四工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤3，在焊接的同时焊接同时，人工将门板工件放到除了正在进行焊接的工作台的任意一个工作台的上下件区域13，完成焊接的门板工件由门板传递装置推至上下件区域13，；

步骤4，重复步骤2和3，直到完成生产任务。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

1、本发明采取超声波焊接机器人，并通过合理安排工作台，生产线，实现对于门板工件焊接工作的全自动化，失误率低，生产效率高，节约大量人力资源。

2、本发明采取超声波焊接机器人，并合理的规划两个机器人的行走路线，第一机器人5负责第一工作台1和第四工作台4，第二机器人6负责第二工作台2和第三工作台3，并且设置有相对应的轨道，使得第一机器人5和第二机器人6在协同工作时不会发生冲突，机器人行走轨道合理安排，使得机器人都能负责离自己最近的工作台进行工作，并且路线固定，在工作时机器人能够迅速到岗，大大节约了时间。与现有技术采用人工，或一个机器人相比，时间大大缩短，通过两个机器人相互配合，将焊接一个门板的时间控制在100s内。

3、本发明安全围栏11将有有危险的工作区域14与外界隔开，而且安全围栏11将工作区域14与上下件区域13，既保证了施工安全，又方便生产过程中人工上下件而起。位于上下件区域13和工作区域14的安全围栏11设有供门板进出的开口15，所述开口15上方设有感应报警装置16，每当一定数量的门板完成焊接从工作区域14进入上下件区域13，发出警报提醒工作人员进行上下件工作，操作简单方便。

对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种门板焊接生产线，其特征在于：包括机器人控制柜、PLC控制柜、第一工作台、第二工作台、第三工作台、第四工作台、第一自动换枪台、第二自动换枪台和机器人行走区域；

第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台依次顺时针对称分布于所述机器人行走区域左右两侧，其中，第一工作台和第二工作台位于所述机器人行走区域左侧，第三工作台和第四工作台位于所述机器人行走区域右侧；第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台都分为靠近所述机器人行走区域的工作区域，和远离所述机器人行走区域的上下件区域，工作区域和上下件区域之间设有门板传递装置；

所述机器人行走区域靠近第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台靠近的位置分别为第一工作位置、第二工作位置、第三工作位置和第四工作位置；第二自动换枪台、第一自动换枪台分别位于所述机器人行走区域的前端和后端；

所述机器人行走区域包括第一机器人、第二机器人和行走路线，所述第一机器人的工作初始位置为第一工作原点，所述第一工作原点位于第一工作台和第四工作台之间，所述第二机器人的初始位置为第二工作原点，所述第二工作原点位于第二工作台和第三工作台之间，第一机器人和第二机器人都是超声波焊接机器人；

行走路线包括第一机器人行走的第一轨道和第二机器人行走的第二轨道，第一机器人下方和第二机器人下方均设置行走装置，所述第一轨道包括从第一工作原点分别通向第一工作位置、第四工作位置和第一自动换枪台的直线轨道，所述第二轨道包括从第二工作原点分别通向第二工作位置、第三工作位置和第二自动换枪台的直线轨道；

所述机器人控制柜用于控制所有的电源，所述PLC控制柜用于控制所有工作程序。

2.根据权利要求1所述的门板焊接生产线，其特征在于：还包括安全围栏，机器人控制柜、PLC控制柜、第一自动换枪台、第二自动换枪台、机器人行走区域，均位于所述安全围栏内部，第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台的工作区域位于所述安全围栏内部，第一工作台、第二工作台、第三工作台和第四工作台的上下件区域位于所述安全围栏外部。

3.根据权利要求2所述的门板焊接生产线，其特征在于：所述安全围栏设有维修安全门，所述安全围栏内设有焊机。

4.根据权利要求3所述的门板焊接生产线，其特征在于：所述安全围栏由4个围板可拆卸连接组成，其中一个围板上设有所述维修安全门。

5.根据权利要求4所述的门板焊接生产线，其特征在，位于上下件区域和工作区域的安全围栏设有供门板进出的开口，所述开口上方设有感应报警装置，每当一定数量的门板完成焊接从工作区域进入上下件区域，发出警报提醒工作人员进行上下件工作。

6.一种权利要求1到5任意一项所述的门板焊接生产线的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，人工将门板工件放到两个工作台的上下件区域，第一工作台或第四工作台中一个和第二工作台或第三工作台中一个；

步骤2，启动预约按钮，门板工件由门板传递装置推至工作区域，根据步骤1；

当门板工件在第一工作台和第三工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第一工作位置和第三工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第二工作台和第四工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第四工作位置和第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第一工作台和第二工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第一工作位置和第二工作位置完成门板工件焊接工作；

当门板工件在第三工作台和第四工作台时，第一机器人和第二机器人分别到第四工作位置和第三工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤3，第一机器人和第二机器人焊接同时，人工将门板工件放到另外两个工作台的上下件区域，完成焊接的门板工件由门板传递装置推至上下件区域，第一机器人和第二机器人分别到达放入门板工件的两个工作台所对应的工作位置，第一机器人到达第一工作位置或第四工作位置完成门板工件焊接工作，第二机器人到达第二工作位置或第三工作位置完成门板工件焊接工作；

步骤4，重复步骤3，直到完成生产任务。